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System zur optronischen Dateneingabe in Laser-Nachrichtengeräten
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Die Erfindung betrifft ein System zur optronisehen Dateneingabe in
Laser-Nachrichtengeräte, insbesondere Freund-Feind-Identifikationsgeräte (IFF-Geräte),
welche mit einem Speicher für einen austauschbaren Erkennungs-Code versehen sind.
Beim militärischen Waffeneinsatz ist die sichere Freund-Feind Erkennung von größter
Bedeutung. Daher ist es bekannt, Waffen mit IFFGeräten zu versehen, um bei einem
mit den menschlichen Sinnen nicht zu identifizierenden Ziel vor der Schußabgabe
festzustellen, ob es sich um ein gegnerisches Ziel handelt oder nicht. Derartige
IFF-Abfragen können sowohl mit Hochfrequenzübertragungseinrichtungen als auch mit
Laserübertrsgungseinrichtungen erfolgen, wobei die eigentliche IFF-Abfrage mit Betätigung
der Schußauslösung erfolgen kann und durch eine Sperrung der Waffe die Schußabgabe
verhindert wird, vlc7n es sich bei dem anvisierten Ziel um einen "Freund" handelt.
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Um eine Täuschung durch einen "Feind" zu verhindern, ist es notwendig,
den Abfragecode laufend zu ändern. Diese Änderung des Abfragecodes kann u.a. durch
Auswechseln von Moduln an den Laser-IFF-aeräten oder auch durch das manuelle Eintasten
des Codes vorgenommen werden.
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Dabei findet der Austausch des Erkennungscodes oder die Neuprngrammierung
in vorgegebenen zeitlichen Abstande, z.B. täglich statt.
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Aus
Als Gründen der Sicherheit kann es wünschenswert
scin, die Umprogrammicrung aus größeren Entfernungen und außcrhalb eines vorgegebenen
Zcitplancs durchzuführen. In diesem Fall ist es schwierig, sicherzustellen, daß
die Umprogrammicrung bei allen befreundeten IFF-Geräten gleichzeitig erfolgt, was
sehr schwierig ist, wenn dies durch manuellen Austausch von Moduln, sei es in Form
von Codesteckern oder Codekarten o.dgl. erfolgt. Es ist offensichtlich, daß einerseits
der mechanische manuelle Codeaustausch durch das Bedienungspersonal und andererseits
auch die Übermittlung der Nachricht, daß ein Codcaustausch unvorhergesehen stattfinden
soll, ein großes Sicherheitsproblem darstellen kann. Aus diesem Grund ist es wünschenswert,
Maßnahmen für den Codeaustausch bei IFF-Gcräten aus der Entfernung und ohne manuelle
Bedienung zu schaffen. Diese Programmicrung der befreundeten IFF-Gerätc soll zuverlässig
und schnell und möglichst einfach durchführbar sein.
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Diese Aufgabc wird durch ein Eingabegerät zur optronischen Dateneingabc
in Laser-Nachrichtengeräten dadurch gelöst, daß der Datenaustausch zwischen einem
Eingabegerät und dem zu programmierenden Lascr-Nachrichtengerät mit optischen Signalen
erfolgt, daß das Lascr-Nachrichtcngerät u.a. einen IR-Lasersender, einen IR-Laserempfänger,
eine Programmsteuerlogik, einen Datenspeicher und eine Optik enthält, und daß das
Eingabegerät analog zum Laser-Nachrichtengerät t u.a. einen IR-Lasersender, einen
IR-Lasere mpfänger,- eine Program mablaufsteuerung, einen Datenspeicher und eine
Optik enthält.
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In spezieller Ausgestaltung ist vorgesehen, daß in dem Eingabegerät
eine Programmablaufstcucrung mit einem IR-Lasersender in Verbindung steht, um diesen
zur Einleitung eines Datenaustausches mit einem befreundeten Laser-IFF-Gerät mit
einer dem gültigen Erkennungseode cntsprcchenden Code-Abfrage oder nach erfolgtem
Bcginn des Datenaustausches ggf. mit weiteren Codeabfragen anzusteuern, daß die
Programmablaufsteuerung ferner von einem IR-Laserempfänger ansteuerbar ist, um cmpfangene
Code-Signale mit einem gültigen Erkennungscodc im Speicher zu vergleichen und eine
entsprechende Code-Antwort zu erzeugen, welche ggf. weitere Code-Abfragen auslöst,
daß der
der Speicher im Eingabegerät für die Fcstlegung eines neuen,
in die LascrlFF-Gcräte einzugebenden Codes mit einer manuellen oder automatisehen
Codeeingabe über die Programmablaufsteuerung verbunden ist, und daß der IR-Lasersender
und der IR-Laserempfänger über einen Strahlungsteiler mit einer Laseroptik zum Datenaustausch
verbunden sind.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das mit
einem Eingabegerät mittels IR-Lasersignale ansprechbare Laser-lFF-Gerät mit einer
der Programmablaufsteuerung des Eingabegerätes entsprechenden Programmsteuerlogik
versehen ist, über welche der gültige Erkennungseode in einem Speicher des Laser-IFF-Gcrätes
einlesbar und die entsprechende Code-Antwort abrufbar ist.
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Mit einem derartigen Eingabegerät ist der Datenaustausch für die Anderung
des Erkennungseodes bei Laser-lFF-Geräten besonders einfach, da die bereits vorhandene
Laseroptik sowie die Lasersender und Laserempfänger Verwendung finden können. Die
ttbertragung erfolgt ohne direkten Kontakt sehr einfach und schnell, wobei die Programmierung
auch aus größerer Entfernung erfolgen kann. Dadurch ist es möglich, eine Viclzahl
von Laser-lFF-Geräten kurzzeitig auf einen neuen Code umzustellen, ohne daß das
Bedienungspersonal des IFF-Gerätes dabei manuelle Handlungen vornehmen muß. Insbesondere
cntfällt das Austauschen von Code-Moduln, wie sie als Modul-Adaptcr bzw. als Magnetkarten
oder Lochkarten bekannt sind. Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, daß mit einem
cinzigen optronischen Eingabegerät eine Vielzahl von 1FF -Gcräten programmiert werden
können.
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Es ist vorgeschen, daß der Datenaustausch zwischen dem Eingabegerät
und dem IFF-Gerät mittels eines amplitudenmodulierten, eines frequenzmodulierten
oder eines pulsmodulierten IR-Lasersignals cRfn t, Dabei kann die optronische Dateneingabe
in das Laser-IFF-Gerät über die Laseroptik des IFFgerätcs oder über eine separate
Laseroptil; rn IFF-Gerät erfolgen. Um den Ein- unu Ausgabewinkel zu vergrößern ibL
ferner vorgesehen, daß die optronische Dateneingabe in das IFF-(;crEit über die
Lascroptik des IFF-Seriites und eine vorgeschaltete Mattscheibe erfolgen kann.
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Das
Das Eingabegerät gemäß der Erfindung kann auch
in einer weiteren Ausge-staltung für die Code-Änderung bei IFF-Gcräten Verwendung
finden, bei welchen die IFF-Abfragc auf nicht optischem Wcgc erfolgt, indem vorgesehen
wird, daß das IFF-Gcrät mit einem separaten IR-Lasersender und -Empfänger und einer
separaten Eingabcoptik versehen ist, und daß die IFF-Codecingabc sowie die Überprüfung
im IFF-Gcrät über eine Koppelstufe erfolgt.
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Mit einer derartigen separaten Lasersende- und -cmpfangseinrichtung
ist eine Umrüstung vorhandener IFF-Gerätc auf die optronischc Dateneingabe möglich.
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Ferner ermöglicht die Verwendung des Eingabegerätes die Kontrolle,
ob der Code richtig übertragen wurde und es können IFF-Abfragen simuliert werden.
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Das Verfahren zur optischen Dateneingabe in ein Laser-IFF-Gerät sieht
vor, daß in ein mit einem IR-Lasersender und -empfänger ausgestattetes Eingabegerät
ein neu einzustellender Erkennungseode eingespeichert wird, daß zwischen dem Eingabegerät
und einem mit dem neuen Erkennungscode zu programmiercndes IFF-Gcrät eine Datenübertragung
hergestellt wird, und daß der neue Erkennungscode im Frage- und Antwortspicl cntsprcchend
einem vorgegebenen Programmablauf übertragen wird.
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Für ein derartiges Verfahren ist vorgesehen, daß nach der Codeeingabe
der neue IFF-Codc vom IFF-Gcrät wiederholt und vom Eingabegerät überprüft wird und
daß anschließend zur weiteren Kontrollc eine IFF-Abfrage mit gültigem und ungültigem
Code vom Eingabegerät zum IFF-Gcrät und dann wechselweise vom IFF-Gcrät zum Eingabegerät
simuliert wird.
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Dic Vorteile und Mcrkmalc der Erfindung ergeben sich auch aus der
nachfolgenden Bcschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen
und der Zeichenung. Es zeigen Fig. 1
Fig. 1 eine schematische Schaltung
eines für eine optronischc Datencingabc geeigneten Lascr-IFF-Gcrätes, Fig. 2 eine
schematische Schaltung eines Eingabegerätes für eine optischc Dateneingabe, Fig.
3 ein nicht v tisches IFF-Gcrät mit einer separaten optronischen Eingabestufc, Fig.
4 ein schematisierter Ablauf einer IFF-Codeeingabc mit anschließendem Tcstlauf,
Fig. 5 Beispiel eines pulscodicrtcn IFF-Datenaustauschcs.
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In Fig. 1 ist ein für eine optronischc Dateneingabe geeignetes Lascr-lFF-Gerät
dargestellt. Ein derartiges IFF-Gerät umfaßt eine Lascroptik 10, auf welche über
einen Strahlungsteiler 11 ein IR-Lasersender 12 und ein IR-Laserempfänger 13 arbeitet.
Altcrnativ können der Lasersender und der Laserempfänger auch auf zwei eng nebeneinanderliegenden
parallelen Achscn arbeiten. Dic Ansteuerung des Lasersendcrs 12 zur Abfrage eines
IFF-Codes erfolgt von einer Programmstcucrlogik 14 aus, welche den jeweils gültigen
IFF-Codc von einem Speicher 15 abruft. Zur Abfragc gibt die Programmstcucrlogik
den gültigen IFF-Code über eine Ansteuerung 16 an den Lasersender 12. Einc über
die Laseroptik 10 und den Strahltciler 11 empfangene Antwort wird vom Laserempfänger
13 cmpfangen und zur Überprüfung mit dem gültigcn IFF-Codc der Programmsteuerlorik
14 zugcführt. Für den Fall, daß der Datenaustausch mit pulsmodul rten Signalen erfolgt,
können die Laserdioden 20 im Lasersender 12 mit einem dem Code entsprechenden Impulsstrom
über einen Transistor 21 angesteuert werden, welcher von einem Speicherkondensator
22 geliefert wird.
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Diescr Speicherkondensator 22 wird über einen Widc,-+nnd 23 auf die
erforderliche Spannung aufgeladen. Dic Ansteuerung des Transistors 21 erfolgt von
der Ansteuerung 16 aus entsprechend dem von tsr Programmstcucrlogik 14 eingegebenen
Codesignal.
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Das
Das gepulste und über die Lascroptik 10 sowie
den Strahlenteiler 11 cmpfangene Lascrsignal wird von der Photodiode 30 im Lascrempfänger
13 erfaßt und über einen Verstärker 31 einem Schwellwertschalter 32 zugeführt. Durch
die Photodiode 30 wird das empfangene Lichtsignal in ein elektrisches Signal umgewandelt,
welches nach seiner Verstärkung beim Überschreiten einer vorgegebenen Schwellspannung
VSw am Ausgang des Schwellwertschalters 32 einen Digitalpuls erzeugt. Auf dicsc
Weise erhält man aus der Folgc von Lichtimpulsen eine Folge von elektrischen Impulsen,
welche in der nachgeschalteten Programmsteuerlogik durch Vcrglcich mit dem gültigen
Code im Speicher 15 verarbeitet werden.
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Die optronische Dateneingabe bei dem in Fig. 1 dargestellten IFF-Gcrät
ist nur aus einem verhältnismäßig kleinen Winkel und zwar im Bereich des Divergenzwinkels
der Laseroptik 10 möglich, wobei jedoch eine Dateneingabe aus verhältnismäßig großcr
Entfernung keine Schwierigkeiten bereitet. Durch Vorschalten einer Mattscheibe 40
vor die Laseroptik 10 ist cs möglich, den Ein- und Ausgabcwinkel für den Datenaustausch
zu vcrgrößcrn, wobei sich jedoch eine gleichzeitige Rcduzicrung der Eingabeentfernung
ergibt.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Dateneingabe in ein Lascr-IFF-Gerät
kann eine scparatc Eingabcoptik 50 vorsehen, wie sie in Fig. 1 angedeutet ist, mit
deren Hilfe der Ein- und Ausgabewinkel wesentlich vcrgrößcrt werden kann. Bci einer
solchen separaten Eingabeoptik ist eine unbefugte Dateneingabe leicht auszuschließen,
indem die Optik vcrschlossen gehalten wird. Unabhängig von der Verwendung einer
solchen separaten Eingabcoptik ist jedoch auch vorgesehen, daß das IFF-Gcrät zur
Sicherung der IFF-Codecingabe auf einen bestimmten Eingabcmodc eingestellt werden
kann.
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Zur Einprogrammicrung eines gültigen IFF-Codes in den Speicher 15
findet ein Eingabegerät Verwendung, welches nach der in Fig. 2 dargestellten Prinzipschaltung
aufgebaut ist. Für den Datenaustausch zur IFF-Codeeingabe können die Lasersende-
und -cmpfangskanälc eines IFF-C;erätcs Verwendung finden. Zur Einspcichcrung des
lFF-Codes in den Speicher 15 ist das Programm der Programmstcucrlogik 14 entsprechend
anzupassen.
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Das
Das Eingabegerlit gemäß Fig. 2 besteht aus einer
Lascroptik 110 und einem Strahlteiler 111, welche mit einem IR-Lasersender 112 und
einem IR-Laserempfänger 113 zusammenarbeiten. Dicscr Tcil des Eingabegerätes kann
entsprechend dem optoelektronischen Tcil des IFF-Gcrätes aufgebaut sein. An den
Laserempfänger 113 schlicßt eine Programmablaufstcucrung 114 an, welche sowohl den
Datenaustausch zwischen dem Speicher 115 und der t.asersender 112 über eine Anstcucrung
116 als auch den Datenaustausch zwischen dem Speicher 115 und dem Laserempfänger
113 stcucrt. Dic Programmicrung des Speichers 115 mit einem neuen IFF-Codc erfolgt
über eine manucllc oder automatischc Codeeingabc und kann in herkömmlicher Wcisc
durchgeführt werden, z.B. über eine Tastatur 120, einen Magnetkartenleser 121, einen
Lochstrcifen/Kartenleser 122 oder einen Computeranschluß 123. Diese Codeeingabegeräte
sind nur beispielsweise angcführt und können ggf. auch durch ein optischcs Codeeingabegerät
ersetzt werden.
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In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt,
bei welcher mit Hilfe einer optischen Eingabestufe eine optronischc Programmicrung
eines nicht optischen IFF-Gcrätes möglich ist. Zu dicsem Zweck wird der optronischc
Tcil eines Lascr-lFF-Gcrätes über die Programmsteuerlogik 14 und eine Koppelstufe
16 an den Speicher des nicht optischen IFF-Gerätes angeschlossen. Auf dicsc Wcisc
ist es möglich, die Vortcilc der Erfindung auch für nicht optischc IFF-Geräte nutzbar
zu machen.
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Ein Bcispicl des Ablaufes einer IFF-Codecingabc mit einer anschließenden
Überprüfung ist in Fig. 4 schematisch dargestellt.
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Nach der Codeeingabe wird der Code durch das neu programmierte IFF-Gerät
wiederholt und durch das Eingabegerät auf Richtigkeit überprüft.
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Anschließend können IFF-Abfragen simuliert werden. Zuerst fungiert
das Eingabegerät mit gültigen und ungültigen Abfragesignaien als Abfrager, und die
Antwortsignalc des IFl -Gerätes können auf Richtigkeit berprüft werden; wenn anschlicßcnd
das IFF-Gcrät als Abfrager fungiert und das Eingabc-
Eingabegerät
gültige und ungültige Antwortsignale sendet, können am IFF-Gerät die IFF-Ergebnissc
überprüft werden.
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Dieser in Fig. 4 aufgezeigte Ablauf einer IFF-Codecingabc ist nur
beispielsweise und kann in vielseitiger Form abgewandelt werden, wobei z.B. zu Bcginn
der Codeeingabe die Notwendigkeit stehen kann, das IFF-Gerät auf einen Eingabe-Mode
einzustellen.
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Fig. 5 zeigt ein Beispiel einer pulseodierten IFF-Abfragc, die sich
aus Teilfragen und Teilantworten zusammensetzt. Danach wird mit Hilfe des Eingabegerätes
eine IFF-Abfrage auf das Ziel ausgerichtet ausgesandt, wobei die Abfrage aus einzelnen
Teilfragen bestehen kann, welche im WechSclspiel mit Antworten vom Ziel ausgesandt
werden. Als Beispiel kann vom Eingabegerät eine erste Tcilfragc als pulscodiertes
Signal ausgesandt werden, welche eine erste Antwort beim Ziel auslöst. Diese Antwort
wird im Eingabegerät auf Richtigkeit überprüft und löst eine zweite Teilfrage aus,
welche je nachdem ob die empfangene erste Antwort eine richtige oder eine falschc
Antwort war, verschieden ist. Diese zweite Teilfragc verursacht eine zweite Antwort,
welche wiederum auf eine richtige oder falsche Antwort überprüft wird und entsprechend
eine weitere Tcilfragc auslösen kann. Auf dicsc Wcisc wird sichergestellt, daß nur
beim befreundeten Ziel eine vollständig richtige IFF-Abfragc erfolgt und bei einem
möglicherweise angesprochenen feindlichen Ziel eine irreführende Abfrage simulicrt
wird. Nach der Codeeingabe wird, wie aus Fig. 5 hervorgeht, die Wiederholung des
gültigen IFF-Codes durch das ncu programmierte IFF-Gerät ausgelöst.
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Wird von dem Eingabegerät ein falscher IFF-Code empfangen, so wird
an das IFF-Gcrät eine Defcktmeldung übersandt. Beim Empfang des richtigen Codes
wird eine Simulation eines IFF-Vorgangs zwischen Eingabcgerät und abgefragtem Ziel
ausgelöst, wobei sowohl gültige als auch ungültige Abfragesignale durch das Eingabegerät
ausgesandt werden. Je nach dem erhaltenen Antwortsignal vom IFF-Gcrät erfolgt die
Aussendung einer Dcfcktinformation bzw. die Auslösung eines weiteren simulierten
IFF-Vorgangs, wobei nunmehr der simulicrtc IFF-Vorgang in umgekehrter Wichtung
llichtung
erfolgt, d.h. dasIFF-Gerät als Abfrager auftritt. Das Ergebnis dieser Abfragc wird
erneut ausgewertet und beim Empfang von falschen Antwortsignalen eine Defektinformation
ausgesandt, wogegen beim Empfang richtiger Signale eine Bestätigungsinformation
für eine korrekte Einstcllung des IFF-Gcrätes abgegeben wird. Wic aus dem Beispicl
ersichtlich ist, kann also nach ungültigen Antworten auf irreführende weitere Teilfragen
umgeschaltet werden.
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